PiSiphon Rain Gauge (Prototaip): 4 Langkah

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:01

Projek ini adalah peningkatan pada Bell siphon Rain Gauge. Lebih tepat dan sifon yang bocor mestilah sesuatu dari masa lalu.

Hujan secara tradisional diukur dengan alat pengukur hujan manual.

Stesen cuaca automatik (termasuk stesen cuaca IoT) biasanya menggunakan baldi tip, disrometer akustik (Distribution of Drops) atau disdrometer laser.

Tember baldi mempunyai bahagian bergerak yang boleh tersumbat. Mereka dikalibrasi di makmal dan mungkin tidak mengukur dengan betul dalam ribut hujan lebat. Disdrometer mungkin sukar untuk mengambil titisan kecil atau hujan dari salji atau kabut. Disdrometer juga memerlukan elektronik dan algoritma pemprosesan yang rumit untuk menganggarkan ukuran penurunan dan membezakan antara hujan, salji dan hujan batu.

Saya fikir alat pengukur hujan secara automatik mungkin berguna untuk mengatasi beberapa masalah di atas. Siphon Cylinder dan corong boleh dicetak dengan mudah pada Printer 3D FDM biasa (Yang murah dengan extruder, seperti RipRaps dan Prusas).

Hanya daya semula jadi yang digunakan untuk mengosongkan (Siphon) silinder siphon dengan cepat. Siphon tidak mempunyai bahagian yang bergerak.

Alat pengukur hujan ini terdiri daripada silinder siphoning, dengan beberapa pasang probe elektronik pada tahap yang berbeza di silinder siphon. Probe disambungkan ke pin GPIO dari Raspberry PI. Sebaik sahaja air mencapai tahap setiap pasangan probe, tinggi akan dipicu pada pin input GPIO masing-masing. Untuk mengehadkan elektrolisis, arah arus yang mengalir melalui hujan diubah antara bacaan. Setiap bacaan hanya mengambil milisaat dan hanya beberapa bacaan yang diambil dalam satu minit.

PiSiphon Rain Gauge adalah peningkatan ketara pada Bell Siphon Rain Gauge yang asal. Saya percaya ia harus lebih baik daripada Ultrasonik Rain Gauge saya, kerana kelajuan suara banyak dipengaruhi oleh suhu dan kelembapan.

Langkah 1: Apa yang Anda Perlu

1. Satu raspberry pi (saya menggunakan 3B, tetapi mana-mana yang lama harus berfungsi)

2. Pencetak 3D- (Untuk mencetak Siphon Cylinder. Saya akan memberikan reka bentuk saya. Anda juga boleh membawanya ke perkhidmatan percetakan)

3. Corong alat pengukur hujan lama (Atau anda boleh mencetaknya. Saya akan memberikan reka bentuk saya.)

4. 10 x Selak, 3mm x 30 mm (M3 30mm) sebagai probe.

5. 20 x M3 kacang

6. 10 Lug logam kepingan garpu

7. Wayar elektrik dan 10 kabel pelompat dengan sekurang-kurangnya satu hujung wanita.

8. Papan roti (pilihan untuk ujian).

9. Kemahiran pengaturcaraan Python (Contoh kod disediakan)

10. picagari besar (60ml)

11. Sarung kalis air untuk pi raspberry.

12. Jus ABS jika bahagian bercetak anda abs atau Silicon sealant.

13. Tiub Tangki Ikan 6 mm (300 mm)

Langkah 2: Siphon Cylinder and Funnel Assembley

Saya menggunakan pencetak DaVinci AIO untuk semua cetakan.

Bahan: ABS

Tetapan: 90% isi, ketinggian lapisan 0,1 mm, cangkang tebal, tidak ada sokongan.

Pasang Silinder dan Corong Siphon. Gunakan gam ABS

Pasang probe (bolt M3 x 30 mm dengan 2 kacang)

Masukkan probe (bolt) ke Siphon Cylinder dan tutup dengan gam ABS atau Silicone sealant. Probe mesti dilihat dari sebelah atas terbuka silinder siphon untuk memungkinkan membersihkannya jika perlu dengan berus gigi. Titik hubungan prob mesti bersih sepanjang masa. Pastikan tiada gam ABS atau silikon sealant pada kenalan.

Pasang 10 wayar ke setiap probe, menggunakan lug logam kepingan jenis garpu. Sambungkan bahagian lain wayar ke pin GPIO. Pinout adalah seperti berikut:

Pasangan Probe: Pasangan Probe 1 (P1, paras air terendah), Pin 26 dan 20)

Probe Pair 2 (P2), GPIO Pin 19 dan 16

Probe Pair 3 (P3), GPIO Pin 6 dan 12

Probe Pair 4 (P4), GPIO Pin 0 dan 1

Probe Pair 5 (P5), GPIOPin 11 dan 8

Langkah 3: Uji Siphon dan Calibrate It

Anda perlu memastikan semua pendawaian dilakukan dengan betul dan perkakasan berfungsi dengan baik.

Jalankan PiSiphon_Test2.py

Resullt 00000 = Air belum mencapai tahap P1 (Probe Pair 1)

Hasil 00001 = Air telah mencapai tahap P1 (Probe Pair 1)

Hasil 00011 = Air telah mencapai tahap P2 (Probe Pair 2)

Hasil 00111 = Air telah mencapai tahap P3 (Probe Pair 3)

Hasil 01111 = Air telah mencapai tahap P4 (Probe Pair 4)

Hasil 11111 = Air telah mencapai Tahap P5 (Probe pair 5).

Sekiranya semua paras air dikesan, jalankan PiSiphon-Measure.py.

Log_File anda dihasilkan dalam direktori yang sama dengan PiSiphon-Measure.py

Pasang PiSiphon pada siaran dan ratakan. Sekiranya siphon anda berada di bawah anggaran (atau lebihan anggaran), tingkatkan (atau turunkan) pemboleh ubah rs dalam PiSiphon-Measure.py

Langkah 4: PiSiphon PRO

PiSiphon PRO akan datang. Ia tidak akan menggunakan probe logam di dalam air dan mempunyai resolusi yang jauh lebih baik (kurang dari 0.1 mm). Ia akan menggunakan sensor moister tanah kapasitif (e-tape cecair mahal di negara saya). Lihat https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ bagaimana sensor ini berfungsi pada ESP32.